DE4024306A1

DE4024306A1 - Steuervorrichtung zur stellungsaenderung fuer aktive aufhaengungssysteme von kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE4024306A1
Application number: DE4024306A
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Kawarasaki
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1989-07-31
Filing date: 1990-07-31
Publication date: 1991-02-07
Also published as: JP2503277B2; US5087072A; JPH0365413A

Description

Die Erfindung betrifft eine Steuervorrichtung zur Stellungsänderung für aktive Aufhängungssysteme von Kraftfahrzeugen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Ein aktives Aufhängungssystem für Kraftfahrzeuge tastet Fahrbedingungen eines Fahrzeugs ab und bewirkt durch eine Steuerung eine Einstellung der Fahrzeughöhe und eine Unterdrückung von Stellungsänderungen des Fahrzeuges, wie etwa Tauchen, Rollen etc.

Die US-PS 47 02 490 der Anmelderin, ausgegeben am 28. Oktober 1987, beschreibt ein typisches System einer aktiv gesteuerten Aufhängung, bei der ein Hydraulikzylinder, der eine Arbeitskammer begrenzt, zwischen einem Fahrzeugaufbau und einem Aufhängungsglied angeordnet ist, das drehbar ein Fahrzeugrad trägt. Die Arbeitkammer des Hydraulikzylinders ist verbunden mit einer Hydraulikschaltung, die eine Druckfluidquelle einschließt. Ein Drucksteuerventil, etwa ein Proportionalventil, befindet sich in der Hydraulik schaltung, die mit einer elektronischen Steuerschaltung verbunden ist, die die Ventilposition steuert. Das Drucksteuerventil kontrolliert die Ventilposition mit Hilfe eines Aufhängungs-Steuersignals, das in der Steuerschaltung erzeugt wird und den Druck in der Arbeitskammer einstellt und damit die Aufhängungscharakteristika steuert.

Andererseits beschreiben die europäischen Patentanmeldungen 02 83 004, 02 85 153 und 02 84 053 Steuersysteme für Aufhängungen der obigen Art, die in Abhängigkeit von den Fahrbedingungen arbeiten und Roll- und/oder Tauchbewegungen des Fahrzeugaufbaus verhindern.

Ferner beschreibt die veröffentlichte japanische Patentanmeldung 63- 1 54 413 ein Verfahren zur Höhenregelung eines Fahrzeugs bei einem aktiven Aufhängungssystem. Das System ermöglicht eine unabhängige Einstellung der linken und rechten hinteren Aufhängung mit Hilfe von unabhängig voneinander arbeitenden Steuerventilen. Im Gegensatz hierzu verwendet das gezeigte System ein gemeinsames Drucksteuerventil zum Einstellen der Höhe der linken und rechten vorderen Aufhängung. Im praktischen Betrieb des aktiven Aufhängungssystems erfolgt die Einstellung der Höhe der hinteren Aufhängungen vor einer Einstellung der Höhe der vorderen Aufhängungen. Durch diesen Zeitunterschied der Höheneinstellung werden Regelschwingungen bei der Feineinstellung der Fahrzeughöhe vermieden.

Andererseits kann mit Hilfe der bekannten Konstruktion das Eintauchen der Fahrzeugkarosserie wirksam verhindert werden. Rollbewegungen können dagegen nicht ohne weiteres durch unabhängige Steuerung der Höhe der Vorderrad aufhängungssysteme verhindert werden. Insbesondere, wenn ein Fahrgast oder Gepäck in Querrichtung nicht symmetrisch in Bezug auf die Fahr zeuglängsachse angeordnet sind und den Schwerpunkt des Fahrzeugs verschieben, ändert sich der Fluiddruck in der Arbeitskammer der aktiven Zylinder der hinteren Aufhängungssysteme, die in Abhängigkeit voneinander gesteuert werden, obgleich keine seitliche Beschleunigung auf das Fahrzeug ausgeübt wird. Aufgrund des Unterschieds in Bezug auf den anfänglichen Fluiddruck wird der Bereich der Druckeinstellung an den hinteren linken und rechten Aufhängungssystemen unterschiedlich. Dies bewirkt Unterschiede in Bezug auf die Stabilisierensfähigkeit gegenüber Rollbewegungen bei Links- und Rechtskurven und damit eine Verschlechterung der Handhabung des Fahrzeugs.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein aktives Aufhängungssystem der gattungs gemäßen Art zu schaffen, durch das die Nachteile der bekannten Systeme überwunden werden und das die Möglichkeit bietet, eine Unterdrückung von Rollbewegungen zufriedenstellend zu bewirken und gleichmäßige Druck einstellbereiche zu bewirken.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs.

Das erfindungsgemäße aktive Aufhängungssystem umfaßt aktive Zylinder mit einer Arbeitskammer, die zwischen dem Fahrzeugaufbau und den Straßenrädern innerhalb der jeweiligen Aufhängungssysteme angeordnet sind. Ferner ist eine Fahrzeughöhenüberwachung vorgesehen, die die Fahrzeughöhe an den einzelnen Aufhängungen mißt und dieser Höhe entsprechende Daten liefert. Das System ermöglicht ein Höheneinstellverfahren, bei dem Befehle für eine Höheneinstellung an den vorderen Aufhängungen auf der Basis der Durchschnittshöhe auf der vorderen linken und rechten Seite abgeleitet werden, und hintere Höheneinstellbefehle für die hinteren Aufhängungssysteme, die auf der Basis einer Durchschnittshöhe an der rechten und linken Seite ermittelt werden. Andererseits führt das System an Anti-Roll-Steuerung durch, indem die Größe der Rollbewegung ermittelt und ein Antiroll-Steuer signal entwickelt wird, das zu dem jeweiligen Signal hinzuaddiert oder von diesem abgezogen wird, so daß die Aufhängungs-Charakteristika auf der linken und rechten Aufhängungsseite in entgegengesetzte Richtungen eingestellt werden können.

Entsprechend einem Gesichtspunkt der Erfindung umfaßt ein aktives Auf hängungssystem:
eine Anzahl von aktiven Zylindern mit einer Arbeitskammer, die angeordnet sind zwischen dem Fahrzeugaufbau und den jeweiligen Straßenrädern der einzelnen Aufhängungssysteme,
ein Fahrzeughöhenüberwachungssystem zur Überwachung der Fahrzeughöhe an den einzelnen Aufhängungssystemen und zur Lieferung von höhenabhängigen Daten
Einrichtungen zur Durchführung einer Höhenregelung, bei der die Befehle für die vordere Höheneinstellung abgeleitet werden auf der Durchschnittshöhe an den vorderen Aufhängungen, und die Befehle für die hintere Aufhängung auf der Basis einer von Durchschnittshöhendaten an der hinteren Aufhängung ermittelt werden und
Einrichtungen zur Durchführung einer Anti-Roll-Steuerung durch Ableitung der Größe der Rollbewegung und Lieferung von Steuerbefehlen, die den jeweiligen Höheneinstellbefehlen hinzuaddiert oder von diesen abgezogen werden, so daß die Aufhängungscharakteristika auf der linken und rechten Seite in entgegengesetzte Richtungen eingestellt werden können.

Die Höhenregeleinrichtungen können auf eine vorgegebene Zielhöhe und einen vorgegebenen Wandbereich in Bezug auf die Zielhöhe eingestellt werden, so daß eine Höheneinstellung jeweils nur erfolgt, wenn der Bandbereich verlassen wird. Auf der anderen Seite kann die Anti-Roll-Steuerung Mittel zur arithmetischen Ableitung der Größe der Rollbewegung der Basis der Fahrzeughöhendaten der Höhenüberwachung umfassen und das Antiroll-Steuersignal auf der Basis der Rollbewegung ableiten. Im letzteren Falle können die Einrichtungen zur Ableitung der Stärke der Rollbewegung diese Stärke auf der Grundlage der Höhendaten der rechten und linken Aufhängungssysteme berechnen.

Vorzugsweise umfaßt die Antiroll-Steuerung einen Seitenbeschleunigungssensor zur Überwachung seitlicher Beschleunigungen der Fahrzeugkarosserie und zur Erzeugung eines entsprechenden Signals, und Einrichtungen zum Umwandeln dieses Seitenbeschleunigungssignals in Steuersignale zur Rollbe wegungs-Unterdrückung.

Die Höhensteuerung kann auf einen akzeptablen Höhenbereich eingestellt werden, der in Bezug auf die Zielhöhe ein engeren Bereich aufweist als das Höhensteuerungsband, bei dem die Aufhängungssysteme innerhalb des akzeptablen Höhenbereichs liegen.

Die Antirollsteuerung kann weiterhin auf ein Rollbewegungs-Steuerungsband eingestellt werden, so daß die Antiroll-Steuerung eingreift, wenn die Bandbreite verlassen wird. In diesem Falle ist es vorteilhaft, auch einen Bereich für die Stärke der Rollbewegung festzulegen, der kleiner ist als die Steuerungs- Bandbreite, so daß die Antirollsteuerung endet, wenn die Stärke der Rollbewegung geringer als die aktzeptable Stärke der Rollbewegung ist.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 ist eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus einer erfindungsgemäßen Vorrichtung, bei der eine bevorzugte Ausführungsform eines Proportionalventils als Drucksteuerventil verwendet wird;

Fig. 2 ist ein Schnitt durch eine bevorzugte Ausführungsform des Drucksteuerventils gemäß der Erfin dung;

Fig. 3 ist ein Schaltdiagramm eines Ausführungsbeispiels einer hydraulischen Schaltung, die auf das erfindungsgemäße Aufhängungssystem anwendbar ist;

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das die Beziehung zwischen dem elektrischen Strom eines Steuersignals, das einem Betätigungsglied des Drucksteuerventils zugeführt wird, und einen Arbeitsfluiddruck veranschaulicht, der in der Arbeitskammer eines Hydraulikzylinders herrscht;

Fig. 5 ist ein Schnitt durch ein Rückschlagventil, das bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung verwendet werden kann,

Fig. 6 ist ein Blockdiagramm zur Veranschaulichung einer bevorzugten Ausführungsform eines Steuersystems in Verbindung mit der erfindungsgemäßen aktiven Aufhängung;

Fig. 7A, 7B, 7C und 7D sind Flußdiagramme zur Veranschaulichung einer Sequenz von Programmabläufen der Aufhängungs steuerung gemäß Fig. 6;

Fig. 8 ist ein Blockdiagramm einer anderen Ausführungsform des Steuersystems.

Fig. 1 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen aktiven Aufhängungssystems, das eine Aufhängungssteuerung zur Regelung der Fahrzeughöhe und -stellung durch Unterdrückung von Verschiebungen zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und Aufhängungsgliedern 24FL, 24FR, 24RL und 24RR an den vorderen, hinteren, rechten und linken Aufhängungs mechanismen 14FL, 14FR, 14RL und 14RR zur drehbaren Aufnahme vorderer linker, vorderer rechter, hinterer linker und hinterer rechter Räder 11FL, 11FR, 11RL und 11RR ermöglicht. Die Aufhängungsglieder sollen im folgenden allgemein die Bezugsziffer 24 tragen. Entsprechend sollen die Aufhängungs mechanismen generell mit 14 bezeichnet werden, und die zugeordneten Hydraulikzylinder 26FL, 26FR, 26RL und 26RR generell mit 26.

Jeder der Hydraulikzylinder 26 befindet sich zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und den Aufhängungsgliedern 24 und erzeugt eine Dämpfungskraft zur Unterdrückung einer relativen Verschiebung zwischen dem Fahrzeugaufbau und der Aufhängung. Der Hydraulikzylinder 26 umfaßt im allgemeinen einen im wesentlichen geschlossenen Zylinder 26a, der eine Kammer bildet, die einen Kolben 26c gleitend verschiebbar aufnimmt. Der Kolben begrenzt eine Arbeitskammer 26d und eine Vergleichsdruckkammer 26e. Die Arbeitskammer 26d und die Vergleichsdruckkammer 26e stehen über eine Düsenbohrung in dem Kolben in Verbindung, die einen begrenzten Fluidaustausch ermöglicht. Der Kolben 26c ist mit einem der Aufhängungsglieder 24 über eine Kolbenstange 26b verbunden. Eine Schraubenfeder 36, die bei dem darge stellten System vorgesehen ist, muß nicht die übliche Kraft einer Feder in einem normalen Aufhängungssystem, sondern lediglich eine Federkraft aufbringen, die zum Halten des Aufbaus oberhalb der Aufhängung ausreicht.

Die Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 ist mit einem der Druck steuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR über eine Steuerleitung 38 verbunden. Die Ventile sollen im folgenden generell mit 28 bezeichnet werden. Die Drucksteuerventile 28 sind mit einer Druckquelle 16 über eine Zufuhrleitung 35 und eine Rückleitung 37 verbunden. Eine Zweigleitung verbindet die Drucksteuerleitung 38 mit einem Druckspeicher 34 über eine Drossel 32. Ein weiterer Druckspeicher 18 liegt in der Zufuhrleitung 35 und sammelt überschüssigen Druck, der durch die Druckquelle 16 erzeugt wird.

Die Drucksteuerventile 28 umfassen über die Darstellung in Fig. 1 hinaus elektrisch oder elektromagnetisch betätigbare Stellglieder, wie etwa Proportional- Elektromagneten, für die auf Fig. 2 Bezug genommen wird. Die Stellglieder sind mit einem Mikroprozessor als Steuereinheit 22 verbunden. Die Steuereinheit 22 ist mit einer Anzahl von Fahrzeughöhensensoren 21FL, 21FR, 21RL und 21RR verbunden, die sich an den jeweiligen Aufhängungen befinden und die relative Position des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf das jeweilige Aufhängungsglied 24 ermitteln und ein entsprechendes Höhensignal h1, h2, h3, h4 erzeugen. Die Höhensensoren sollen im folgenden allgemein mit 21 bezeichnet werden. Die Höhensensoren 21 können einen Hubsensor zur Überwachung des Hubes bei einer Relativbewegung zwischen dem Fahrzeugaufbau und dem zugehörigen Aufhängungsglied umfassen und somit ein Höhensignal erzeugen, das die Größe der relativen Verschiebung aus einer neutralen Höhe anzeigt. Die neutrale Höhe ergibt sich aus der Zielhöhe des Aufbaus in Bezug auf das Fahrzeug. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Steuereinheit 22 ebenfalls mit einem Geschwindigkeitssensor 23 verbunden, der die Fahrzeuggeschwindigkeit des Fahrzeugs überwacht und ein entsprechendes Signal V erzeugt.

Obgleich bei der gezeigten Ausführungsform Fahrzeughöhensensoren verwendet werden, die beispielsweise den Hub des Fahrzeugaufbaus in Bezug auf das Fahrzeug überwachen, ist es auch möglich, einen Beschleunigungssensor zur Überwachung der senkrechten Beschleunigung an den jeweiligen Aufhängungs mechanismem einzusetzen. In diesem Falle kann der Wert der Fahrzeughöhe arithmetisch abgeleitet werden durch Integration der senkrechten Beschleunigungen. Der Begriff des Höhensensors 21 soll daher im vorliegenden Zusammenhang auch Beschleunigungssensoren oder andere geeignete Meß geräte umfassen.

Wie Fig. 2 im einzelnen zeigt, umfaßt das Drucksteuerventil 28 eine Propor tionalventil-Anordnung, und das Ventil wird durch einen elektrischen Strom gesteuert, der in Form von Steuersignalen von der Steuereinheit 22 zugeführt wird und die Ventilposition entsprechend einer Änderung der Stromwerte des Steuersignals ändert. Allgemein steuert das Drucksteuerventil die Größe der Einleitung und der Abfuhr des Druckfluids in die und aus der Arbeitskammer 26d zur Einstellung des Druckes in der Arbeitskammer. Der eingestellte Druck in der Arbeitskammer bestimmt die Dämpfungskraft, die entsteht bei relativen Bewegungen zwischen dem Fahrzeugaufbau 10 und dem Aufhängungsglied 24. Die Arbeitsweise des Aufhängungsmechanismus wird entsprechend einer Änderung des Fluiddruckes in der Arbeitskammer zwischen einem harten Betriebszustand und einem weichen Betriebszustand variiert.

Das Drucksteuerventil 28 gemäß Fig. 2 umfaßt ein Ventilgehäuse 42. Das Ventilgehäuse 42 begrenzt eine Ventilbohrung 44, die in eine Ventilkammer 42L und eine Steuerkammer 42U mit Hilfe einer Trennwand 46 unterteilt ist. Die Trennwand 46 ist mit einem Durchlaß 46A zur Verbindung der Steuerkammer 42U und der Ventilkammer 42L versehen. Parallel zu einem Abschnitt der Trennwand 46, der sich senkrecht zur Achse der Ventilkammer 42L und der Steuerkammer 42U erstreckt, ist eine Trennwand 50 mit einer festen Drosselöffnung angeordnet. Die Drosselöffnung ist im wesentlichen ausgerichtet mit der Verbindungsöffnung 46A in der Trennwand 46. Die Trennwand 46 und die Trennwand 50 bilden gemeinsam eine Steuerkammer PR.

Ein Ventilkörper 52 ist verschiebbar in der Ventilkammer 42L angeordnet. Der Ventilkörper 52 begrenzt eine obere Rückkopplungskammer FU zwischen dem oberen Ende des Ventilkörpers und einer Trennwand 50. Der Ventilkörper 52 begrenzt ferner eine untere Rückkopplungskammer FL zwischen dem unteren Ende und dem Boden der Ventilkammer. Federn 60U und 60L liegen in der oberen und unteren Rückkopplungskammer FU und FL und üben eine Federkraft auf den Ventilkörper 52 aus, durch die dessen Bewegung federnd begrenzt wird. Die Federkraft der Federn 60U und 60L ist so eingestellt, daß sie den Ventilkörper 52 in einer neutralen Position halten, wenn der Fluiddruck in der oberen und unteren Rückkopplungskammer FU und FL in Gleichgewicht steht. Die Ventilkammer 42L steht mit einer Zufuhr leitung 35 über einen Einlaß 54s, einer Rücklaufleitung 37 über einen Auslaß 54r und einer Drucksteuerleitung 38 über einen Steuereinlaß 54c in Verbindung. Die genannten Öffnungen befinden sich in dem Ventilgehäuse 42. Der Ventilkörper 52 blockiert in der neutralen Stellung die Fluidverbindung der Drucksteuerkammer PC mit den Öffnungen 54s und 54r. Als Ergebnis wird die gesamte Fluidkraft, solang der Ventilkörper 52 in der neutralen Position verbleibt, in der Hydraulikschaltung stromabwärts des Drucksteuerventils, d. h. in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 konstant gehalten.

Der Ventilkörper 52 ist mit Ringen 52a und 52b versehen, die miteinander über einen im Durchmesser kleineren Schaft 52e verbunden sind. Der Ring 52a befindet sich angrenzend an die untere Rückkopplungskammer FL, ist also am unteren Ende dem Fluiddruck in der unteren Rückkopplungskammer ausgesetzt. Der Ring 52b grenzt an die obere Rückkopplungskammer FU an, ist also auf der oberen Seite dem Fluiddruck in der oberen Rückkopplungskammer ausgesetzt. Der Schaft 52e zwischen den Ringen 52a und 52b bildet mit der Umfangswand der Ventilkammer 42L die Drucksteuerkammer PC. Eine Fluidbahn 52d läuft durch den Ventilkörper 52 hindurch. Diese Fluidbahn 52d ist an einem Ende mit der Drucksteuerkammer PC und am anderen Ende mit der unteren Rückkopplungskammer FL verbunden. Eine feste Drosselbohrung 52f befindet sich in der Fluidbahn 52d und begrenzt den hin durchgehenden Strom.

Ein Ventilglied 48 befindet sich in der oberen Kammer 42U und ist in dieser verschiebbar. Der Ventilkörper 48 weist einen Ventilkopf 48a mit im wesentlichen konischer Form auf. Der Ventilkopf 48a liegt der Verbindungsöffnung 46A in der Trennwand 46 gegenüber. Der Ventilkörper 48 ist antriebs verbunden mit einem Proportionalmagneten 29 als Betätigungsorgan. Der Proportionalmagnet 29 umfaßt ein Gehäuse 62, das fest mit dem Ventilgehäuse 42 verbunden ist und bildet einen Innenraum, der einen Kolben 66 aufnimmt. Der Kolben 66 weist eine Kolbenstange 66A auf. Das Ende der Kolbenstange 66A steht in Berührung mit dem oberen Ende des Ventilkörpers 48 in Abstand von dem Ventilkopf 48a. Daher wird der Ventilkörper 48 axial mit Hilfe des Kolbens 66 angetrieben, und damit wird die Durchgangsöffnung in der Verbindungsöffnung 46A entsprechend der Position des Endes der Kolbenstange 66A gesteuert. Eine Einstellung der Verbindungsöffnung 46A erfolgt variabel in Abhängigkeit von dem Fluiddruck, der in die Pilot-Kammer PR eingelassen wird.

Zur Steuerung der Position des Kolbens 66 mit der Kolbenstange 66A ist eine Magnetspule 68 in dem Gehäuse 62, den den Kolben 66 umgibt. Der Innenraum des Gehäuses 66 ist mit der oberen Steuerkammer 42U verbunden. Der Kolben 66 weist einen Durchlaß 66B zur Fluidverbindung zwischen der oberen und unteren Seite des Innenraumes auf. Daher wird der Fluiddruck in dem oberen und unteren Teil des Gehäuses 62 auf der Höhe des Druckes in der oberen Kammer 42U gehalten. Fluiddruck wird daher auf den Ventilkörper und Kolben nicht ausgeübt, so daß die Position des Endes der Kolbenstange 66A ausschließlich abhängt von der elektrischen Energie, die der Magnetspule 68 zugeführt wird.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, weist der Ventilkörper 48 einen zylindrischen Abschnitt größeren Durchmessers auf, der mit 48b bezeichnet ist und die Steuerkammer 42U in einen oberen und unteren Abschnitt 42Uu und 42Ul unterteilt. Diese beiden Kammern 42Uu und 42Ul stehen in Verbindung mit dem Auslaß 54r über eine Rückleitung PT. Eine mehrstufige Öffnung Pr befindet sich in der Rückleitung PT und begrenzt den Fluidstrom durch die Öffnung. Die mehrstufige Öffnung Pr umfaßt eine Anzahl von Streifen, die mit durchgehenden Bohrungen versehen und so gestaltet sind, daß die am weitesten oben liegende Öffnung vor allem eine Begrenzung des Fluidstromes bewirkt, wenn der Fluidstrom kontinuierlich fließt, und daß alle Öffnungen gleichermaßen drosselnd wirken, wenn der Fluidstrom gestört ist und nicht gleichmäßig fließt. Daraus geht hervor, daß die mehrstufige Öffnung Pr bei der dargestellten Ausführungsform dazu dient, eine größere Strömungs begrenzung gegenüber unregelmäßigen Strömungen hervorzurufen als gegenüber gleichmäßigen Strömungen. Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist die mehrstufige Öffnung Pr stromaufwärts der oberen und unteren Teilkammern 42Uu und 42Ul vorgesehen. Andererseits ist eine feste Drosselöffnung Pd in einer Position stromabwärts der unteren Kammer 42Ul und stromaufwärts der oberen Kammer 42Uu angeordnet. In ähnlicher Weise ist die Pilot-Kammer PR mit der Zufuhr-Öffnung 54s über den Kanal PP verbunden. Eine mehrstufige Öffnung Qp mit ähnlicher Charakteristik und Funktion wie die mehrstufige Öffnung Pr befindet sich in diesem Kanal PP.

Eine feste Drosselöffnung Pro ist in der Rückleitungs-Öffnung 54r vorgesehen und begrenzt hier den Fluidstrom. Der Durchmesser der Öffnung Pro ist so gewählt, daß der größte Strömungswiderstand gegenüber pulsierenden Fluidströmen erzeugt wird, die zyklisch den Druck und die Frequenz bei etwa 1 Hz wechseln.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das Drucksteuerventil 28 so angeordnet, daß die Achse der Ventilbohrung 44 parallel zur Längsachse des Ventilkörpers liegt. Die Längsbeschleunigung, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wird, ist wesentlich geringer als die seitliche Beschleunigung und die senkrechte Beschleunigung. Durch die gewählte Anordnung des Drucksteuerventils wird daher erreicht, daß das Ventil 48 und der Ventilkörper 52 durch äußere Be schleunigungskräfte nur gering beeinflußt werden.

Fig. 3 zeigt im einzelnen den Aufbau einer hydraulischen Schaltung, die bei der gezeigten Ausführungsform des aktiven Aufhängungssystems anwendbar ist. Die hydraulische Schaltung umfaßt eine Fluiddruckwelle 16 innerhalb einer Fluiddruckschaltung 15. Die Fluiddruckwelle 16 weist eine Druckeinheit 16b auf, die eine Pumpe umfaßt, und ist verbunden ist einem Druckbehälter 16a über eine Saugleitung 201. Die Fluidpumpe 16b ist einer Brennkraftmaschine 200 zugeordnet und wird durch deren Ausgangsdrehmoment über eine Ausgangswelle 200a angetrieben. Der Ausgang der Druckeinheit 16b, über den das unter Druck stehende Arbeitsfluid abgegeben wird, ist mit den Einlässen 54s der Drucksteuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR verbunden, die den Hydraulikzylindern 26FL, 26FR, 26RL und 26RR zugeordnet sind. Die Verbindung erfolgt über eine Zufuhrleitung 35.

Ein Rückschlagventil 220, ein Druckspeicher 222 zur Aufnahme von pulsierenden Drücken und ein Filter 224 sind in einem Bereich 35b der Zufuhrleitung 35 vorgesehen. Ein Bypass 226 mit einem Rückschlagventil 228 dient zur Umgehung des Filters 224. Die Zufuhrleitung 35 weist Zweigleitungen 35a auf, die mit den Zufuhr-Öffnungen 54s der jeweiligen Drucksteuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR verbunden sind.

Hochdruckspeicher 27 sind ebenfalls mit der Zufuhrleitung 35 verbunden und nehmen aus dieser Druckfluid zur Druckspeicherung auf. Die Speicher haben eine große Kapazität und einen hohen Einstelldruck, beispielsweise mehrere zehn Bar. Ein Rückschlagventil 204 befindet sich in der Zufuhrleitung 35 in der Position oberhalb der Verbindung zwischen den Hochdruck speichern 27 und der Zufuhrleitung 35.

Eine Rückleitung 205 ist ebenfalls mit der Zufuhrleitung 35 in einer Position zwischen dem Filter 224 und dem Rückschlagventil 204 mit einem Ende verbunden. Das andere Ende der Rückleitung 205 steht mit der Rückleitung 37 in Verbindung. Ein Überdruckventil 206 ist in der Rückleitung 205 ange ordnet. Das Überdruckventil 206 spricht auf Fluiddruck in der Zufuhrleitung 35 oberhalb eines vorgegebenen und eingestellten Wertes an und läßt diesen Überdruck in die Rückleitung ab, so daß der Druck in der Zufuhrleitung 35 unterhalb des ersten vorgegebenen Leitungsdrucks gehalten wird.

Gewünschtenfalls kann der Leitungsdruck eingestellt werden in Abhängigkeit von vorgewählten Fahrzeugparametern, wie etwa einer Fahrzeuggeschwindigkeit. Wenn ein von der Fahrzeuggeschwindigkeit abhängiger Leitungsdruck gewünscht wird, kann ein weiteres Überdruckventil 230 parallel zu dem Überdruckventil 206 vorgesehen sein. Das Überdruckventil 230 liegt in einer zusätzlichen Rückleitung 205a, die sich parallel zu der Rückleitung 205 erstreckt und mit dem Abschnitt 35a der Zufuhrleitung 35 in der Druckwellenschaltung 15 am stromaufwärtigen Ende des Abschnitts 37a der Rückleitung 37 in der Druckwellenschaltung am stromabwärtigen Ende verbunden ist.

Es ist für die vorliegende Erfindung nicht wesentlich, jedoch möglich, ein elektromagnetisches Schließventil 232 in der Rückleitung 205a in einer Position stromaufwärts des Überdruckventils 230 vorzusehen, damit die geschwindigkeitsabhängigen Aufhängungscharakteristika durch den Leitungsdruck in der Zufuhrleitung eingestellt werden können. In diesem Falle weist das Überdruckventil 205a einen niedrigeren Stelldruck auf als das Über druckventil 206, so daß der Leitungsdruck in der Zufuhrleitung 35 auf einen zweiten vorgegebenen Druck eingestellt werden kann, der niedriger als der erste vorgegebene Druck ist. Das elektromagnetische Schließventil 232 kann einen Elektromagneten 232a aufweisen, der mit einer Druckeinstellschaltung 236 verbunden ist, so daß eine Betätigung in Abhängigkeit von einem Lei tungsdruck-Steuersignal der Schaltung erfolgen kann und die Ventilposition zwischen einer offenen, eine Fluidverbindung zwischen der Druckleitung 35 und dem Überdruckventil 230 zulassenden Position, und einer geschlossenen, die Fluiddruckverbindung unterbrechenden Position umgeschaltet werden. Die Leitungsdruck-Einstellschaltung 236 umfaßt einen Schmitt-Trigger 238 und eine Treiberschaltung 240. Der Schmitt-Trigger 238 ist mit einem Fahr zeuggeschwindigkeitssensor 234 verbunden und überwacht die Fahrzeuggeschwindigkeit und erzeugt ein entsprechendes Signal V. Der Schmitt-Trigger 238 ist so ausgeschaltet, daß er auf ein Fahrzeuggeschwindigkeitssignal mit einem Signalwert oberhalb einer vorgegebenen Geschwindigkeit anspricht und ein Signal mit hohem Wert, andernfalls ein Signal mit niedrigem Wert abgibt. Die Treiberschaltung 240 gibt einen Treiberstrom an den Magneten 232a des elektromagnetischen Schließventils 232 ab und erregt den Magneten derart, daß das Schließventil geöffnet wird, wenn das Ausgangssignal des Schmitt- Triggers 238 auf dem niedrigen Wert steht. Die vorgegebene Geschwindigkeit des Schmitt-Triggers 238 repräsentiert im wesentlichen eine niedrige Fahrzeuggeschwindigkeit, bei der die Einstellung des Fluiddrucks in der Arbeits kammer 26d des Hydraulikzylinders 26 nicht erforderlich ist. Während das Fahrzeug nicht fährt oder mit niedriger Geschwindigkeit unterhalb der eingestellten Geschwindigkeit fährt, wird das Überdruckventil 230 angesteuert und läßt den Druck, der über den Stelldruck des zweiten Überdruckventils hinausgeht, ab. Der Leitungsdruck in der Leitung 35 wird daher gesenkt, so daß die Belastung der Maschine zum Antreiben der Fluidpumpe 16a abgesenkt werden kann.

Andererseits befindet sich ein Rückschlagventil 300 zwischen den Abschnitten 37a und 37b der Rückleitung 37. Der Abschnitt 37b der Rückleitung 37 bildet zwei Zweigleitungen. Wie am besten aus Fig. 7 hervorgeht, ist die Aus laß-Öffnung 54r der Drucksteuerventile 28FL und 28FR verbunden mit einem der Zweige des Abschnitts 37a über Verbindungsleitungen 37d. Mit der Verbindungsleitung 37d ist ein Niederdruckspeicher 37c verbunden, der eine geringere Kapazität als der Speicher 27 und einen niedrigen Stelldruck aufweist, beispielsweise einige Bar. Andererseits ist der Auslaß 54r der Drucksteuerventile 28RL und 28RR verbunden mit einem der Zweige des Ab schnitts 37b über Verbindungsleitungen 37e. Mit den Verbindungsleitungen 37e ist ein Niederdruckspeicher 37c verbunden. Das Rückschlagventil 300 stellt weiterhin mit der Zufuhrleitung 35 stromabwärts des Rückschlagventils 204 in Verbindung und nimmt den Druck in der Zufuhrleitung als Pilotdruck über eine Pilotleitung 208 auf. Das Rückschlagventil 300 ist so ausgestaltet, daß es offengehalten wird, solange der Pilotdruck, der von der Leitung 35 zu geführt wird, in der Position stromabwärts des Rückschlagventils 204 höher als ein vorgegebener Wert liegt. In der offenen Position bildet das Rück schlagventil eine Fluidverbindung zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite, so daß das Arbeitsfluid in der Rückleitung 37 durch das Ventil hindurch zum Tank 16a fließen kann. Andererseits spricht das Rückschlagventil 300 auf den Arbeitsdruck in der Zufuhrleitung stromabwärts des Rückschlag ventils 204 an, der als Pilotdruck dient. Wenn dieser Druck unter einen vor gegebenen Wert fällt, wird das Ventil geschlossen. In der geschlossenen Position blockiert das Rückschlagventil 300 die Fluidverbindung zwischen dem Auslaß 54r des Drucksteuerventils 28 und dem Tank 16a. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der vorgegebene Druck eingestellt auf einen Druck, der der neutralen Position des Drucksteuerventils 28 entspricht.

Ein Ölkühler 211 befindet sich in der Rückleitung 37 und dient zum Kühlen des in den Tank 16a zurückgeführten Arbeitsfluids.

Bei der gezeigten Konstruktion kann das Leitungssystem der Rückleitungen vereinfacht werden durch gemeinsame Benutzung des Abschnitts 37b. Ferner kann durch Anordnung der Niederdruckspeicher in den Verbindungsleitungen 37d und 37e der Gegendruck in der Rückleitung absorbiert werden. Die Druckspeicher 37c dienen ferner zur Absorption von einander überlagernden Drücken zwischen den beiden Drucksteuerventilen, die gemeinsam eine einzige Rückleitung 37b verwenden.

Andererseits ist das Rückschlagventil 300 zwischen den Abschnitten 37a und 37b der Rückleitung 37 angeordnet. Das Rückschlagventil 300 ist ferner verbunden mit der Zufuhrleitung 35 stromaufwärts des Rückschlagventils 204 und nimmt von diesem den Druck in der Zufuhrleitung als Pilotdruck über die Pilotleitung 208 auf. Das Rückschlagventil 300 ist so ausgebildet, daß es offengehalten wird, solange der Pilotdruck aus der Zufuhrleitung 35 in eine Position stromabwärts des Rückschlagventils 204 höher als ein vorgegebener Wert ist. In der offenen Position hält das Rückschlagventil eine Fluidverbindung zwischen der Einlaßseite und der Auslaßseite offen, so daß Arbeitsfluid in der Rückleitung 37 zum Tank 16a abströmen kann. Andererseits spricht das Rückschlagventil 300 auf den Arbeitsfluiddruck in der Rückleitung stromabwärts des Rückschlagventils 204 an, der als Pilotdruck dient. Fällt dieser Druck unter den vorgegebenen Wert ab, so wird das Ventil geschlossen. In der geschlossenen Position blockiert das Rückschlagventil 300 die Verbindung zwischen dem Auslaß 54r des Drucksteuerventils 28 und dem Tank 16a. Bei der gezeigten Ausführungsform wird der vorgegebene Druck eingestellt auf einen Druck der einer neutralen Position des Drucksteuerventils 28 entspricht.

Mit dem Abschnitt 37b der Rückleitung 37 ist ein Druckspeicher 37c verbunden. Der Druckspeicher 37c dient zum Absorbieren des Gegendruckes, der durch den Strömungswiderstand in der Rückleitung 37 erzeugt wird.

Ein Ölkühler 211 befindet sich in der Rückleitung 37 und kühlt das Arbeitsfluid, das in den Tank 16a zurückkehrt.

Fig. 5 zeigt im einzelnen den Aufbau des Rückschlagventils 300 für das er findungsgemäße Aufhängungssystem. Gemäß Fig. 5 umfaßt das Rückschlag ventil ein Gehäuse 302, das mit einem Einlaß 304, einem Auslaß 306 und einer Steueröffnung 308 versehen ist. Das Ventilgehäuse 302 bildet eine Ventil bohrung 310, in der ein Ventilkörper 314 verschiebbar angeordnet ist. Ein Abschnitt kleineren Durchmessers, der mit 316 bezeichnet ist, nimmt einen Ventilkörper 318 auf. Die Steuereinrichtung 308 ist verbunden mit der Zu fuhrleitung 35 im Abschnitt 35a zwischen dem Rückschlagventil 204 und den Drucksteuerventilen 28FL, 28FR, 28RL und 28RR über die Pilotleitung 300a. Die Steueröffnung 308 ist andererseits verbunden mit dem Abschnitt 316 kleineren Durchmessers und leitet den Leitungsdruck der Leitung 35 in der Position stromabwärts des Rückschlagventils 204 als Pilotdruck Pp ein. Andererseits ist der Einlaß 304 verbunden mit dem Rücklauf-Auslaß 54r des Drucksteuerventils 28 über den Abschnitt 37b der Rückleitung 37. Der Ein laß 304 steht in Verbindung mit dem Abschnitt 316 kleineren Durchmessers über eine Ringnut 324, die sich auf dem inneren Umfang der Bohrung des Ventilgehäuses 302 befindet. Der Auslaß 306 ist verbunden mit dem Tank 16a über den Abschnitt 37a der Leitung 37 und weiterhin mit dem Abschnitt 312 größeren Durchmessers über eine Ringnut 326 auf dem inneren Umfang der Ventilbohrung des Gehäuses 312. Wie aus Fig. 5 hervorgeht, liegen die Ringnuten 324, 326 seitlich nebeneinander unter Einschließung eines nach innen vorspringenden Ringes 328. Der Ring 328 bildet eine Schulter 330.

Der Ventilkörper 318 und der Ventilkörper 314 wirken zusammen zur Bildung einer durch eingeschlossenen Steuerkammer 334, die mit dem Einlaß 304 und dem Auslaß 306 verbunden ist. Der Ventilkörper 318 begrenzt weiterhin eine Pilotkammer 336 auf der von der Steuerkammer 334 entfernten Seite. Der Ventilkörper 314 begrenzt eine Druckeinstellkammer 338 auf der von der Steuerkammer 334 entfernten Seite. Die Druckeinstellkammer 338 steht mit dem Auslaß über einen Kanal 340 in Verbindung. Eine Stellfeder 342 befindet sich in der Druckeinstellkammer 338 und übt normalerweise eine Federkraft auf den Ventilkörper 314 aus. Bei der gezeigten Ausführungsform ist die Stellfeder 342 eingestellt auf eine Federkraft, die dem neutralen Druck P_N des Drucksteuerventils 28 entspricht.

Der Ventilkörper 318 umfaßt einen Abschnitt 320 und einen Schaft 322, der von dem Abschnitt 320 in Richtung des Ventilkörpers 314 ausgeht. Das vordere Ende des Schafts 322 berührt die Oberfläche des Ventilkörpers 314. Der Ventilkörper 314 weist eine ringförmige Schulter 322 auf, die mit der Schulter 330 des Ringes zusammenwirkt.

Auf diese Weise arbeitet das Rückschlagventil 300 mit der Funktion beider Überdruckventile zur Abgabe von überschüssigem Druck in die Rückleitung, und zugleich als Rückschlagventil. Der Auslaßdruck des Ventilkörpers 314 kann durch folgende Gleichung veranschaulicht werden:

F₀=P_P0×A

mit
F₀ als eingestelltem Druck der Stellfeder 342
A als effektive Fläche des Ventilkörpers und
P_p0 als Ablaß-Druck.

Es soll angenommen werden, daß der Druck Pi im Einlaß 304 größer oder gleich ist als der Pilotdruck Pp in der Pilotkammer 336. Dabei wird der Ven tilkörper 318 von dem Ventilkörper 314 fortgeschoben, so daß der Pilot druck Pp in der Pilotkammer 336 nicht einwirkt auf die Ventilposition des zugehörigen Ventils. In diesem Falle arbeitet das Ventil 314 lediglich als Überdruckventil zum Ablassen überflüssigen Druckes. Die unter diesen Bedingungen auftretenden Kräfte sind nach der folgenden Gleichung ausgeglichen:

Pi×A=P_p0×A

Solange daher der Fluiddruck in dem Einlaß 304 höher ist als der Ablaßdruck P_p0, wird die Schulter 332 des Ventilkörpers 314 in Abstand von der Schulter 330 des Ringes 328 gehalten, so daß Fluid durch den Auslaß 306 und den Abschnitt 37a der Auslaßleitung 37 zu dem Tank 16a abströmen kann. Wenn andererseits der Druck am Einlaß 304 geringer oder gleich dem Ablaßdruck P_p0 ist, überwindet die Federkraft der Einstellfeder 342 den Fluiddruck, so daß ein Kontakt zustandekommt zwischen den zusammenwirkenden Schultern 332 und 330 und die Fluidverbindung zwischen der Steuerkammer 334 und dem Auslaß 306 blockiert wird.

Wenn andererseits der Druck Pi am Einlaß 304 geringer ist als der Pilotdruck P_P in der Pilotkammer 336, wird der Ventilkörper 318 in Richtung des Ventilkörpers 314 verschoben, so daß er diesen mit dem Ende des Schaftes 334 berührt. Zu diesem Zeitpunkt läßt sich die Kraft, mit der der Schaft 334 gegen den Ventilkörper 314 drückt, darstellen als (P_P-Pi)×A. Der Druck Pi, der in die Steuerkammer 334 über den Einlaß 304 eingeleitet wird, wird als Innendruck aufgehoben. Der Druckausgleich am Ventilkörper 314 läßt sich daher wie folgt darstellen:

F₀+kx P_P×A

in dieser Gleichung ist k die Federkonstante der Einstellfeder 342 und x der Hub des Ventilkörpers 314.

Aus den obigen Gleichgewichts-Gleichungen ergibt sich, daß das Rückschlagventil 300 offen ist, wenn der Pilotdruck P_P höher als der Ablaßdruck P_p0 ist, und geschlossen gehalten wird, wenn der Pilotdruck niedriger als der Ab laßdruck ist.

In der zuvor beschriebenen Hydraulikschaltung wird die Fluidpumpe 16 angetrieben durch die Brennkraftmaschine 200, so daß Druckfluid abgegeben wird, solange die Maschine läuft. Die Abgabe von Druckfluid aus dem Auslaß der Fluidpumpe 16 erfolgt in Richtung des Steuerventils 28 über die Zufuhr leitung 35, die eine Druckregelbohrung 202 und ein Rückschlagventil 204 enthält. Wenn das Drucksteuerventil 28 eine Fluidverbindung herstellt zwischen dem Zufuhr-Einlaß 54s und der Drucksteuer-Öffnung 54c gegenüber der Ventilposition, die in Fig. 2 gezeigt ist, strömt das unter Druck stehende Arbeitsfluid über das Drucksteuerventil 28 in die Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26. Wenn andererseits das Drucksteuerventil 28 eine Fluid verbindung zwischen der Öffnung 54s und der Drucksteuerkammer PC blockiert, erhöht sich der Fluiddruck in der Zufuhrleitung 35. Wenn der Leitungsdruck in der Zufuhrleitung 35 höher als oder gleich einem vorgegebenen, eingestellten Druck des Überdruckventils 206 in der Rückleitung 205 wird, gelangt der überschüssige Druck in die Rückleitung 37 über das Ventil 206 und auf diese Weise zurück in den Tank 16a.

Der Fluiddruck in der Zufuhrleitung 35 gelangt zugleich an das Rückschlag ventil 300 über eine Pilotleitung 208. Wie erwähnt wurde, wird das Rück schlagventil 300 geöffnet, solange der Pilotdruck, der durch die Pilotleitung 300a zugeführt wird, höher als oder gleich einem zuvor eingestellten Druck ist. Daher wird eine Fluidverbindung zwischen dem Drucksteuerventil 28 und dem Tank 16a beibehalten. In dieser Stellung wird das Fluid zurückgeführt zum Tank 16a über die Rückleitung 37 und das Rückschlagventil 300 sowie den Ölkühler 211.

Das Rückschlagventil 300 dient selbst in der geöffneten Stellung als Strömungswiderstand. Der Fluiddruck in der Rückleitung 37 stromaufwärts des Rückschlagventils 300 ist daher höher als der versetzte Druck P₀. In diesem Falle wird das Überdruckventil 209 geöffnet, so daß überschüssiger Druck des Arbeitsfluids durch die Bypass-Leitung 210 abströmen kann.

Wenn die Brennkraftmaschine abgestellt wird, stellt die Druckeinheit 16 den Betrieb ein. Durch Anhalten der Druckeinheit 16 fällt der Druck in der Zufuhrleitung 35 ab. Daher wird der Pilotdruck, der auf das Rückschlagventil 300 über die Pilotleitung 300a ausgeübt wird, verringert. Wenn der Druck in der Pilotleitung 300a gleich oder geringer ist als der eingestellte Druck, wird das Rückschlagventil 300 in die Einweg-Rückschlagposition umgeschaltet, so daß es eine durchgehende Fluidverbindung blockiert. Daher wird der Fluiddruck in der Rückleitung 37 stromaufwärts des Rückschlagventils 300 gleich dem Druck in der Arbeitskammer 26d. Selbst wenn das Arbeitsfluid durch einen Spalt zwischen dem Ventilkörper 52 und der Innenfläche der Ventilbohrung austritt, beeinflußt dieser Verlust nicht den Druck in der Arbeitskam mer.

Fig. 4 veranschaulicht eine Änderung des Arbeitsfluiddruckes in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 durch Änderung des Stromwertes des Steuersignals, das dem Betätigungsorgan 29 des Drucksteuerventils 28 zugeführt wird. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, variiert der hydraulische Druck in der Arbeitskammer 26d zwischen einem Maximaldruck P_max, der der Sättigungsdruck 16 ist, und einem Mindestdruck P_min, der festgesetzt wird im Hinblick auf Rauschkomponenten, die in dem Steuersignal enthalten sein können. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, entspricht der Maximaldruck P_max dem höchsten Stromwert I_max des Steuersignals und der Mindestdruck P_min dem Mindeststromwert I_min des Steuersignals. Weiterhin repräsentiert der mit P_n bezeichnete hydraulische Druck die neutrale Position bei dem neutralen Strom I_N. Der neutrale Strom I_N wird auf einen mittleren Wert zwischen dem maximalen und dem minimalen Strom I_max und I_min festgesetzt. Wie aus Fig. 4 hervorgeht, ändert sich der Fluiddruck linear zwischen dem maximalen und minimalen Druck P_max und P_min mit einem Gradienten K₁, der die eingestellte Ansprechcharakteristik repräsentiert.

Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform des Steuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung für ein Aufhängungssystem der oben beschriebenen Art. Die Steuereinheit 22 umfaßt einen Mikroprozessor 220, der ein Ein gang/Ausgangs-Interface 220a, eine arithmetische Schaltung 220b und einen Speicher 220c, Analog/Digital-Wandler (A/D-Wandler) 222FL, 222FR, 222RL und 222RR, Digital/Analog-Wandler (D/A-Wandler) 224FL, 224FR, 224RL und 224RR und Treiberschaltungen 226FL, 226FR, 226RL und 226RR umfaßt. Die Fahrzeughöhen-Sensoren 21FL, 21FR, 21RL und 21RR sind mit dem Eingangs-Ausgangs-Interface 220a über die A/D-Wandler 222FL, 222FR, 222RL und 222RR. Die A/D-Wandler 222FL, 222FR, 222RL und 222RR wandeln die Fahrzeughöhensignale h₁, h₂, h₃ und h₄, die analog eintreffen, in die Digitalsignale H_FL, H_FR, H_RL und H_RR für die vier Aufhängungssysteme. Da andererseits das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal V, das der Geschwindigkeitssensor 23 abgibt, ein pulsierendes Signal mit einer Frequenz ist, die proportional zur Fahrzeuggeschwindigkeit ist, gelangt das Fahrzeuggeschwindigkeitssignal direkt an das Eingangs/Ausgangs-Interface 220a.

Andererseits verarbeitet der Mikroprozessor 22 die Fahrzeughöhendaten und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten zur Ableitung der Steuerbefehls als Stromsignale mit einem Stromwert, der repräsentativ für den Steuerwert ist. Die Aufhängungssteuerbefehle gelangen an die Treiberschaltungen 226FL, 226FR, 226RL und 226RR über die D/A-Wandler 224FL, 224FR, 224RL und 224RR. Die Treiberschaltungen 226FL, 226FR, 226RL und 226RR sind jeweils verbunden mit Proportionalmagneten 29 der Drucksteuerventile 28FL, 28FR, 28RL und 28RR. Die Proportionalmagneten treiben die zugehörigen Ventile 48 zur Einstellung des Pilotdrucks an, der den Drucksteuerventilen 28FL, 28FR, 28RL und 28RR zugeführt wird, so daß auf diese Weise der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d eingestellt wird.

In der Praxis leitet die logische Schaltung 220b des Mikroprozessors 22 die durchschnittlichen Laufdaten H_FL, H_FR, H_RL und H_RR der entsprechenden vier Aufhängungssysteme und vordere und hintere durchschnittliche Höhendaten H_F und H_R ab. Die vorderen und hinteren durchschnittlichen Höhendaten H_F und H_R ergeben sich aus den folgenden Gleichungen:

H_F=(H_FL+H_FR)/2 (1)

H_R=(H_RL+H_RR)/2 (2)

Anschließend wird im Hinblick auf die vorderen und hinteren Durchschnittshöhendaten H_F und H_R geprüft, ob die Werte innerhalb eines Toleranzbandes ±ΔH₁ einer vorgegebenen Zielhöhe H_s liegen. Wenn die durchschnittlichen Höhendaten H_F und H_R innerhalb des Toleranzbandes liegen, d. h. H_FHs±ΔH₁ oder H_RHs±ΔH₁, bleiben die Aufhängungssteuerungsbefehle unverändert. Wenn andererseits die vorderen und hinteren Durchschnittshöhen H_F und H_R über das Toleranzband hinausgehen, d. h. wenn H_F<Hs+ΔH₁, H_F <Hs-ΔH₁, H_R<Hs+ΔH₁ oder H_R<Hs-ΔH₁ ist, werden die Aufhängungs steuerbefehle derart geändert, daß die vorderen und hinteren Durchschnittshöhen H_F und H_R innerhalb eines akzeptablen Bereichs ±ΔH₂ mit vorgegebener Änderungscharakteristik bleiben. Der Aufhängungssteuerwert P₁ wird variiert mit einer ΔP. Daher kann das augenblickliche Aufhängungs steuersignal ausgedrückt werden durch (P_i=P_1-i+ΔP). Damit können die höhenabhängigen Steuerbefehle ermittelt werden.

Die logische Schaltung 220b leitet weiterhin die Daten R_H für die Größe der Rollbewegung aus der folgenden Gleichung ab:

R_H((H_FR+H_RR)/2-(H_FL+H_RL)/2)2=(H_FR+H_RR-H_FL-H_RL)/4 (3)

Die logische Schaltung 220b leitet sodann den Steuerwert ΔP_RH, der von der Stärke der Rollbewegung abhängt, auf der Basis der von der Rollbewegung abhängigen Daten R_H ab. Der Steuerwert ΔP_RH wird dem höhenabhängigen Steuerwert P_i hinzugefügt oder von diesem abgezogen, so daß die Einstellung auf der linken und rechten Seite in entgegengesetzte Richtungen erfolgt. Sofern der von der Rollbewegung abhängige Steuerwert ΔP_RH zu dem höhenabhängigen Stuerwert P_i für den vorderen linken Aufhängungsmechanismus hinzugefügt wird, wird der selbe Wert, d. h. ΔP_RH von dem höhenabhängigen Steuersignal P_i für den vorderen rechten Aufhängungsmechanismus ab gezogen.

Wie aus Fig. 6 hervorgeht, umfaßt das Steuersystem weiter eine Stromver sorgungsschaltung mit einer Stromquelle, etwa der Fahrzeugbatterie 228a, und eine Stromhalteschaltung 228b, die eine Ausschaltverzögerung enthalten kann, durch die die Stromzufuhr nach dem Ausschalten des Zündschalters über eine gewisse Zeit aufrechterhalten wird.

Die Arbeitsweise des zuvor erwähnten Drucksteuerventils 28 in bezug auf die Steuerung der Aufhängungscharakteristika und die Absorption von Fahrbahnstößen sollen anschließend erläutert werden.

Im allgemeinen führt die Druckfluidquelle 16 Druckfluid mit dem vorgegebenen Leitungsdruck zu. Beispielsweise beträgt der Leitungsdruck in der Zu fuhrleitung 35 80 kgf/cm² (Bar).

Wenn das Fahrzeug gleichmäßig auf einer glatten, geraden Straße fährt, wird der Stromwert des Steuersignals, das dem Betätigungsorgan 29 des Druck steuerventils 28 zugeführt wird, auf dem neutralen Wert I_N gehalten. Solange der neutrale Wert I_N des Steuersignals an das Betätigungsorgan 29 abgegeben wird, wird die Proportionalmagnetspule 68 erregt in einem Maße, das der neutralen Stellung I_N des Steuersignals entspricht und daß das Ventil 48 in die entsprechende Position gestellt wird. In dieser Position ist der Strö mungswiderstand in der Verbindungsöffnung 46A, der durch den Ventilkopf 48a des Ventilkörpers 48 beeinflußt worden ist, auf dem neutralen Wert. In dieser Position des Ventilkörpers 48 wird der Pilotdruck P_p in der Pilotkammer PR auf dem neutralen Druck P_N gehalten. Die Fluiddrücke in der Steuerkammer PC bzw. im Steuereingang 54c werden gleich dem Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26. Die Fluiddrücke in der oberen und unteren Rückkopplungskammer FU und FL stehen im Gleichgewicht. Der Ventilkörper 52 wird in der neutralen Position gehalten und sperrt die Fluidverbindung zwischen der Zufuhr-Öffnung 54s und der Auslaß- Öffnung 54r sowie der Steueröffnung 54c. Der Steuerdruck Pc wird auf dem neutralen Druck PN gehalten.

Wenn unter dieser Bedingung Straßenstöße mit relativ hoher Frequenz und geringer Amplitude vom Fahrzeugrad her übertragen werden, so werden diese durch die Fluidverbindung zwischen der Arbeitskammer 26d und der Druckspeicher 34 über die Drosselöffnung 32 absorbiert. Die Strömungsbe grenzung in der Drosselöffnung 32 dient zur Absorption der aufwärts und abwärts gerichteten Energie. Straßenstöße mit hoher Frequenz und geringer Amplitude können daher absorbiert werden, ohne auf die Fahrzeugkarosserie übertragen zu werden.

Wenn der Kolben 26c in Rückhubrichtung verschoben wird und die Arbeitskammer 26d zusammendrückt, erhöht sich der Fluiddruck in der Arbeitskammer und damit der Steuerdruck Pc in der Steueröffnung 54c. Daher wird der Steuerdruck Pc größer als der Pilotdruck Pp in der Pilotkammer PR. Dies fürt zu einer Erhöhung des Fluiddrucks in der unteren Rückkopplungs kammer FL in einem Maße, das größer ist als die Druckerhöhung in der oberen Rückkopplungskammer FU. Dies wiederum bewirkt eine Aufwärtsbewegung des Ventilkörpers 52, durch die eine Fluidverbindung zwischen dem Auslaß 54r und dem Steuereinlaß 54c hergestellt wird.

Dadurch wird der Druck in der Drucksteueröffnung 54c durch die Rückleitung 37 abgelassen. Dies bewirkt einen Druckabfall in der Öffnung 54c, so daß der Steuerdruck Pc niedriger wird als der Pilotdruck Pp in der Pilot kammer PR. Der Fluiddruck in der oberen Rückkopplungskammer FU wird höher als der Fluiddruck in der unteren Rückkopplungskammer FL. Der Ventil körper 52 wird nach unten verschoben und stellt eine Verbindung her zwischen der Zufuhr-Öffnung 54s und der Drucksteueröffnung 54c. Das unter Druck stehende Arbeitsfluid in der Zufuhrleitung 35 wird in die Arbeitkam mer 26d über die Drucksteueröffnung 54c eingeleitet und erhöht den Fluid druck. Durch Wiederholung dieser Zyklen wird ein Druckausgleich herge stellt zwischen der Drucksteueröffnung 54c und der Pilotkammer PR. Der Steuerdruck Pc und der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d werden auf den Pilotdruck eingestellt.

Während des Druckeinstellvorganges, der zuvor beschrieben wurde, dient die feste Drosselöffnung Pro zur Begrenzung des Fluidstromes von der Drucksteuer öffnung 54c zur Rückleitung 37. Diese Strömungsbegrenzung an der Drossel öffnung Pro dient als Widerstand gegenüber einem Rückhub des Kolbens 26c, so daß die Energie der Rückhubbewegung des Fahrzeugaufbaus gedämpft oder absorbiert wird. Weiterhin wird das Arbeitsfluid in der Pilotkammer PR eingeleitet über den Pilotkanal PP und dessen mehrstufige Öffnung Qp sowie über die Pilot-Rücklaufbahn PT und den unteren Abschnitt 42Ul der Steuer kammer 42U und deren mehrstufige Öffnung Pr. Dies geschieht, solange der Fluidstrom in der Pilot-Rückleitung PT nicht gestört wird, sondern gleich mäßig ist. Die am weitesten stromaufwärts liegende Drosselöffnung Pr′ dient vor allem zur Begrenzung des Fluidstroms. Die Größe der Strömungsbegrenzung ist relativ gering, so daß ausreichende Ansprechcharakteristika bei der Beziehung des Pilotdruckes zur Verfügung stehen. Wenn andererseits das Arbeits fluid, das von der Steuerkammer 42U abströmt und mit dem Arbeitsfluid aus der Pilotkammer PR zusammentrifft, entsteht ein Gegendruck in der Aus laßöffnung 54r, so daß der Fluidstrom in der Pilot-Rückleitung PT gestört wird und instabil wird. Dies führt dazu, daß Druckfluid von dem Auslaß 54r zur Pilotkammer PR strömt. In diesem Falle sind alle Bohrungen der mehrstufigen Drosselöffnung Pr wirksam bei der Erzeugung einer größeren Drosselung, verglichen mit der Drosselung bei konstantem Fluß. Auf diese Weise wird der Einfluß des Gegendrucks in dem Auslaß 54r unterdrückt.

In ähnlicher Weise wird beim Aufwärtshub des Kolbens 26c der Ventilkern 52 aufwärts und abwärts verschoben, so daß die Bewegungsenergie absorbiert und der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 auf dem neutralen Druck gehalten werden.

Wenn andererseits die Antirollsteuerung durchgeführt wird entsprechend der Querbeschleunigung, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt wird, wird der Steuersignal-Stromwert abgeleitet auf der Basis der Größe der Seitenbe schleunigung, die durch den entsprechenden Sensor 23 überwacht wird. Zur Unterdrückung der Rollbewegungen des Fahrzeugaufbaus wird der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 im Aufhängungsmechanismus auf der Seite, auf der die Fahrzeughöhe über die neutrale Position hinaus abgesenkt wird, im allgemeinen erhöht, so daß diese Absenkbewegung der Fahrzeugkarosserie unterdrückt wird. Andererseits wird der Fluiddruck in der Arbeitskammer 26d des Hydraulikzylinders 26 auf der Seite, auf der die Fahrzeughöhe über die neutrale Position hinaus ansteigt, verringert, so daß hier das Anheben des Fahrzeugaufbaus unterdrückt wird. Zur Steuerung der Drücke in den Arbeitskammern 26d auf beiden Seiten werden die Steuer signal-Stromwerte über den neutralen Wert I_N hinweg erhöht und ernie drigt.

Wenn beispielsweise die Rollbewegung durch das Lenken des Fahrzeugs in eine Linkskurve erzeugt wird, wird der Steuerstrom für die Betätigungsorgane 29 der Drucksteuerventile 28, der den Fluiddruck in den vorderen und hinteren rechten Hydraulikzylindern 26FR und 26RR steuert, erhöht über den neutralen Strom I_N hinaus, und der Steuerstrom für die Betätigungsorgane der Drucksteuerventile 28, die die Fluiddrücke in den vorderen und hinteren linken Hydraulikzylindern 26FL und 26RL steuern, wird über den neutralen Stromwert I_N hinweg abgesenkt. Durch den Steuerstrom, der den jeweiligen Betätigungsorganen 29 zugefügt wird, werden die Proportionalmagnetspulen 68 erregt in einem Maße, daß den Steuersignalströmen entspricht, so daß die Ventilkörper 48 in die jeweiligen Positionen gelangen. Durch Änderung der Positionen der Ventilkörper 48 wird das Maß der Strömungsbegrenzung in den jeweiligen Verbindungsöffnungen 46A variiert, so daß der Pilotdruck Pp in der Pilotkammer PR geändert wird. Wie erwähnt wurde, werden die Aufhängungscharakteristika in den jeweiligen Hydraulikzylindern 26 eingestellt, da die Fluiddrücke in den Arbeitskammern 26d gleich dem Pilotdruck Pp werden.

Eine Unterdrückung von Tauchbewegungen und Auf- und Abbewegungen kann im wesentlichen auf die selbe Weise erfolgen, wie eine Unterdrückung der Rollbewegungen.

Anschließend soll der Ablauf der Steuerung in weiteren Einzelheiten unter Bezugnahme auf Fig. 7A bis 7D erläutert werden.

Der dargestellte Prozeß wird in gegebenen Zeitintervallen von beispielsweise 50 m/s ausgelöst und als unterbrochener Programmablauf durchgeführt. In der Stufe 1002 werden die Fahrzeughöhendaten H_FL, H_FR, H_RL und H_RR und die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V ausgelesen. In der Stufe 1004 wird geprüft, ob die Fahrzeuggeschwindigkeitsdaten V einer Geschwindigkeit Null entsprechen. Lautet die Antwort im Schritt 1004 positiv, und kann daher angenommen werden, daß das Fahrzeug hält, so werden die Fahrzeughöhendaten, die in den letzten drei Zyklen ausgelesn worden sind, ermittelt, und es werden Durchschnittshöhendaten _FL, _FR, _RL und _RR über vier Zyklen errechnet, die sich wenigstens auf die Daten der letzten drei Zyklen und des jeweils laufenden Zyklus beziehen. Die vier den vier Rädern zugeordneten Durchschnittshöhendaten _FL, _FR, _RL und _RR werden sodann unter vorgegebenen Adressen im Speicher im Schritt 1006 gespeichert. Wenn andererseits die Antwort im Schritt 1004 negativ ist, kann angenommen werden, daß sich das Fahrzeug bewegt. Es wird 1/64 der laufenden Durchschnitts daten _FL, _FR, _RL und _RR im Schritt 1008 berechnet. Die laufenden Durchschnittsdaten _FL, _FR, _RL und _RR werden im Schritt 1006 abgeleitet. Auf diese Weise werden die Adressen der Speichereinheit 220c zur Speicherung der Durchschnittshöhendaten in jedem Zyklus mit den Daten der Schritte 1006 und 1008 auf den letzten Stand gebracht.

In Schritt 1010 wird eine vordere Durchschnittshöhe H_F abgeleitet unter Verwendung der oben angegebenen Gleichung (1). Sodann werden im Schritt 1012 die vorderen Durchschnitthöhendaten _F verglichen mit vorgegebenen Zielhöhendaten H_s, und die Differenz wird ermittelt. Im Schritt 1012 wird im übrigen geprüft, ob der absolute Wert der Differenz |_F-H_s| kleiner oder gleich ist einem vorgegebenen Toleranzband ΔH₁, das den Toleranzbereich um die Zielhöhe H_s herum definiert. Wenn der absolute Wert der Differenz |_F-H_s| größer als das Maß des Toleranzbandes ΔH₁ ist (Schritt 1012), wird ermittelt, ob die vordere Durchschnittshöhe _F außerhalb des Toleranzbandes liegt. Sodann wird im Schritt 1014 geprüft, ob eine Anzeige flagge F_F zum Anzeigen der Wirkung der vorderen Höheneinstellung gesetzt ist. Wenn die Anzeigeflagge F_F zurückgesetzt ist (0), wird ein Zeitglied in der Stufe 1016 gesetzt, das nach einer vorgegebenen Zeitperiode neu geschaltet wird. Danach wird die Anzeigeflagge F_F zur Anzeigung des Steuervorganges an der Vorderachse in Schritt 1018 gesetzt (1).

Wenn die Flagge F_F gemäß Schritt 1014 gesetzt ist oder, alternativ, nach dem Schritt bei 1018, wird der Zeitablauf in Schritt 1020 geprüft. Wenn der Zeitablauf festgestellt wird im Schritt 1020, folgt die Subtraktion der Zielhöhendaten H_s von den durchschnittlichen Fronthöhendaten _F im Schritt 1022, und es wird geprüft, ob die Differenz (_F-H_s) größer als Null (0) ist. Ist dies der Fall, wird ein vorgegebener Fronthöhen-Einstellwert ΔP_F abgezogen von höhenabhängigen Steuerbefehlsdaten P_(i-1), die in dem unmittelbaren vorangehenden Exekutionszyklus abgeleitet worden sind, so daß auf diese Weise im Schritt 1024 vordere Höhensteuerungs-Befehlsdaten P_F(i) erzeugt werden. Andernfalls wird der Frontenhöhen-Einstellwert ΔP_F den Befehlsdaten P_(i-1) hinzuaddiert, und so werden die neuen Fronthöhen-Befehlsdaten P_F(i) in Schritt 1026 gebildet. Die neuen Fronthöhen-Befehlsdaten P_F(i) werden gespeichert unter einer vorgegebenen Adresse in der Speichereinheit 220c.

Hier wird der vorgegebene Fronthöhen-Einstellwert DP_F abgeleitet im Hinblick auf die Federkonstante K_F der Feder 36 des vorderen Aufhängungsmechanismus, einer effektiven Fläche A_F der aktiven Zylinder 26FL und 26FR, einer vorgegebenen Höheneinstellgeschwindigkeit V_H und eines Durchführungs- Intervalls T des gezeigten Programmablaufs. Der vorgegebene Höheneinstellwert ΔP_F, der bei der gezeigten Ausführungsform verwendet wird, wird wie folgt ausgedrückt:

ΔP_F=(DV_H×K_F×T)/A_F (4)

Sodann wird eine Differenz zwischen den vorderen Höhensteuerungsdaten P_F(i) und einem vorgegebenen neutralen Höhenwert P_N im Schritt 1028 ermittelt. Ein Absolutwert der Differenz |P_F(i)-P_N| wird sodann verglichen mit dem vorgegebenen Fronthöhen-Einstellwert P_FLIM. Dies geschieht im Schritt 1028. Wenn der absolute Wert der Differenz |P_F(i)-P_N| größer ist als der Fronteinstellungs-Grenzwert P_FLIM (Schritt 1028), wird geprüft, ob die Fronthöhen-Steuerungsdaten P_F(i) größer als die Neutralhöhendaten P_N sind (Schritt 1030). Wenn die Fronthöhen-Steuerungsdaten P_F(i) größer als die Neutraldaten P_N sind (1030), werden die Fronthöhen-Steuerdaten P_F(i) modifiziert durch einen maximalen Höheneinstellwert gemäß der Gleichung (P_N+P_FLIM) (Schritt 1032). Anderfalls wird der Neutralwert durch einen Mindesthöhen-Einstellwert modifiziert (P_N-P_FLIM) (Schritt 1034). Nach einem der Schritte 1032 und 1034 geht der Prozeß weiter zu Schritt 2002, bei dem eine Anzahl von Vorgängen zur Höhensteuerung der hinteren Auf hängungsmechanismen abgewickelt wird.

Wenn andererseits der absolute Wert der Differenz |_F-H_s| kleiner ist als oder gleich dem Toleranzband ΔH₁, wird die Flagge F_F, die die Aktivität der vorderen Höheneinstellung anzeigt, in Schritt 1036 geprüft. Wenn ein aktiver Zustand angezeigt wird, wird geprüft, ob der absolute Wert der Differenz |_F-H_s| kleiner oder gleich ist einem vorgegebenen, akzeptablen Höhen wert ΔH₂, der kleiner gewählt wird als das Toleranzband ΔH₁. Dies erfolgt im Schritt 1038. Wenn die Antwort in Schritt 1038 NEIN ist, geht der Prozeß weiter zu Schritt 1022, andernfalls zu Schritt 1040 zur Rückstellung der Flagge F_F, die die aktive Position der vorderen Höheneinstellung anzeigt. Nach dem Zurückstellen der Flagge F_F im Schritt 1040 oder, sofern die Flagge nicht gesetzt ist, geht das Verfahren weiter zum Schritt 2002. Im Schritt 2002 wird eine hintere Durchschnittshöhe H_R abgeleitet unter Verwendung der Gleichung (1), die oben angeführt wurde. Sodann wird im Schritt 2004 der hintere Höhendurchschnittswert _R verglichen mit dem vorgegebenen Zielhöhenwert H_s, und die Differenz wird ermittelt. Sodann wird im Schritt 2004 geprüft, ob der absolute Wert der Differenz |_R-H_s| kleiner ist oder gleich dem vorgegebenen Toleranzband ΔH₁, das das um die Zielhöhe H_s herum festgesetzte Toleranzband darstellt. Wenn der absolute Wert der Differenz |_R-H_s| größer ist als der Toleranzbandwert ΔH₁ (Schritt 2004), kann angenommen werden, daß die hintere Durchschnittshöhe _R außerhalb des Toleranzbandes liegt. Sodann wird im Schritt 2006 geprüft, ob die hintere Höheneinstellung aktiv ist. Dies wird durch die Flagge F_R angezeigt. Wenn sich die Flagge F_R in der zurückgesetzten Position (0) befindet, wird ein Zeitglied im Schritt 2008 gesetzt, dessen vorgegebene Zeit abläuft. Sodann wird die hintere Anzeigeflagge für die Höheneinstellung im Schritt 2010 gesetzt (1).

Wenn die hintere Anzeigeflagge F_R im Schritt 2006 als gesetzt ermittelt wird oder, alternativ, nach dem Verfahrensablauf beim Schritt 2010, wird der Zeitablauf im Schritt 1012 geprüft. Wenn der Zeitablauf im Schritt 2012 ermittelt wird, erfolgt eine Subtraktion der Zielhöhe H_s von der hinteren Durchschnittshöhe _R im Schritt 2014. Dabei wird geprüft, ob die Differenz (_R-H_s) größer als Null (0) ist. Lautet die Antwort JA, wird ein vorgegebener hinterer Einstellwert ΔP_R abgezogen von den höhenabhängigen Steuer daten P_(i-1), die im unmittelbar vorangehenden Zyklus ermittelt worden sind, und es wird ein neuer, für die Fahrzeugrückseite vorgesehener Steuer befehl P_R(i) im Schritt 2016 abgeleitet. Andernfalls wird der vorbestimmte hintere Höheneinstellwert ΔP_R dem höhenabhängigen Steuerbefehl P_(i-1) hinzugefügt und ein neuer hinterer Steuerbefehl P_F(i) im Schritt 2018 abgeleitet. Der neue hintere Steuerbefehl P_R(i), der auf diese Weite abgeleitet worden ist, wird unter einer vorgegebenen Adresse im Speicher 220c festge halten.

Hier wird der vorgegebene hintere Höheneinstellwert ΔP_R abgeleitet im Hinblick auf eine Federkonstante K_R der Federn 36 der hinteren Aufhängungsmechanismen, die effektive Fläche A_R der aktiven Zylinder 26 _RL und 26 _RR, eine vorgegebene Höheneinstellgeschwindigkeit V_H und ein Durchführungsintervall T des gezeigten Programmablaufs. Der vorbestimmte hintere Höheneinstellwert ΔP_R ergibt sich aus folgender Gleichung:

ΔP_R=(ΔV_H×K_R×T)/A_R (4)

Sodann wird eine Differenz zwischen dem neuen hinteren Steuerbefehl P_R(i) und einem vorgegebenen, neutralen Höhensignal P_N im Schritt 2020 abgeleitet. Ein absoluter Wert der Differenz |P_R(i)-P_N| wird sodann verglichen mit einem vorgegebenen hinteren Einstellgrenzwert P_RLIM im Schritt 2020. Wenn der absolute Wert der Differenz |P_R(i)-P_N| größer ist als der hintere Einstellgrenzwert P_RLIM (Schritt 2020), wird geprüft, ob der hintere Höhen steuerbefehl P_R(i) größer als das neutrale Signal P_N ist (Schritt 2022). Wenn der hintere Höhensteuerbefehl P_R(i) größer ist als der neutrale Wert P_N (Schritt 2022), wird der hintere Höhensteuerbefehl P_R(i) modifiziert durch einen Maximal-Höheneinstellwert (P_N+_FLIM) (Schritt 2024). Andernfalls wird er modifiziert durch einen Minimal-Höheneinstellwert (P_N-P_FLIM) (Schritt 2026). Nach einem der Schritte 2024 oder 2026 geht der Prozeß weiter zum Schritt 3002, bei dem eine Reihe von Anti-Roll-Steuervorgängen abläuft.

Wenn andererseits der absolute Wert der Differenz |_R-H_s| kleiner als oder gleich ist wie der Toleranzbandwert ΔH₁, wird die hintere, den aktiven Einstellzustand anzeigende Flagge F_R im Schritt 2030 abgefragt. Wenn die Flagge F_R im Schritt 2030 gesetzt ist, wird geprüft, ob der absolute Wert der Differenz |_R-H_s| kleiner oder gleich einem vorgegebenen akzeptablen Höhenwert ΔH₂ ist (Schritt 1038). Wenn die Anwort im Schritt 2030 NEIN ist, geht der Prozeß weiter zum Schrittt 2014, andernfalls zum Schritt 2032, in dem die Flagge F_R zurückgesetzt wird. Nach dem Zurücksetzen der Flagge F_R im Schritt 2032 oder, wenn die Flagge gemäß Schritt 2028 nicht gesetzt ist, schreitet der Prozeß fort zum Schritt 3002.

Bei der Anti-Roll-Steuerung werden die für die Stärke der Rollbewegung re präsentativen Daten R_H aus der obigen Gleichung (3) im Schritt 3002 abgeleitet. Der absolute Wert |R_H| der Rollbewegungsdaten wird verglichen mit einem vorgegebenen Rollbewegungs-Toleranzband ΔR₁ im Schritt 3004. Dabei wird geprüft, ob die Größe der Rollbewegung innerhalb des Toleranzbandes liegt, das sich in einem Bereich von ±R₁, ausgehend von einer im wesentlichen waagerechten, neutralen Position des Fahrzeugaufbaus befindet, oder nicht. Wenn der absolute Wert |R_H| größer als der Bereich des Tole ranzbandes ΔR₁ ist, wird dieses festgestellt. Sodann wird eine Flagge F_RH, die die aktive Stellung der Anti-Roll-Steuerung anzeigt, im Schritt 3006 geprüft. Ist die Flagge zurückgesetzt (0), lautet die Antwort im Schritt 3006 somit JA, wird im Schritt 3008 ein Zeitglied zur Messung einer vorgegebenen Zeitperiode gesetzt. Sodann wird die Flagge F_RH im Schritt 3010 gesetzt.

Befindet sich die Flagge F_RH gemäß Schritt 3006 in der zurückgesetzten Position, oder nach Ablauf des Verfahrens im Schritt 3010, wird der Zeitablauf im Schritt 3012 geprüft. Wird Zeitablauf im Schritt 3012 nicht festgestellt, bewegt sich das Verfahren direkt weiter zum Schritt 4002 zur Ableitung von Steuerbefehlen. Wenn Zeitablauf im Schritt 3012 festgestellt wird, wird geprüft, ob die Anzeigedaten R_H für die Stärke der Rollbewegung größer als Null (0) sind (Schritt 3014). Ist die Antwort positiv (JA) (Schritt 3014), wird ein vorgegebener Anti-Roll-Einstellwert ΔP_RH addiert für vordere und hintere Anti-Roll-Steuerwerte P_RHF(i-1) und P_RHR(i-1), die im unmittelbar voran gegangenen Zyklus abgeleitet worden sind, und es werden neue Anti-Roll-Steuerwerte P_RHF(i) und P_RHR(i) im Schritt 3016 gebildet. Ist andererseits die Antwort im Schritt 3014 NEIN, wird der vorbestimmte Anti-Roll-Einstellwert ΔP_RH von den vorderen und hinteren Anti-Roll-Steuerwerten P_RHF(i) und P_RHR(i-1) abgezogen und ein neuer Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) und P_RHR(i) in Schritt 3018 abgeleitet.

Der absolute Wert des vorderen Anti-Roll-Steuerwertes |P_RHF(i)| wird verglichen mit dem vorderen Einstell-Grenzwert P_FLIM im Schritt 3020. Wenn der vordere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) kleiner oder gleich ist dem vorderen Einstellgrenzwert P_FLIM (Schritt 3020) wird weiter geprüft, ob der vor dere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) größer als Null (0) ist (Schritt 3022). Wenn der vordere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) gemäß Schritt 3022 größer als Null ist, wird der vordere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) im Schritt 3024 modifiziert zur Anpassung an den vorderen Einstellgrenzwert P_FLIM. Wenn andererseits der vordere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) gemäß Schritt 3022 kleiner als Null (0) ist, wird er modifiziert zur Anpassung an den vorderen Einstellgrenzwert -P_FLIM (Schritt 3026). Nach den Schritten 3024 oder 3026 oder wenn der absolute Wert des vorderen Anti-Roll-Steuerwerts |P_RHF(i)| kleiner ist als der vordere Einstellgrenzwert P_FLIM (Schritt 3020), geht das Verfahren weiter zu Schritt 3028.

Im Schritt 3028 wird der absolute Wert des hinteren Anti-Roll-Steuerwerts |P_R(i)| verglichen mit dem vorgegebenen hinteren Einstellgrenzwert P_RLIM. Wenn der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHR(i) kleiner als der gleich dem hinteren Einstellgrenzwert P_RLIM ist (Schritt 3028), wird weiterhin bei 3030 geprüft, ob der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHF(i) größer als Null (0) ist. Ist der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHR(i) gemäß Schritt 3030 größer als Null, wird der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHR(i) bei 3032 modifiziert zur Anpassung an den hinteren Einstellgrenzwert P_RLIM. Wenn andererseits gemäß 3030 der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHR(i) kleiner als Null (0) ist, wird der hintere Anti-Roll-Steuerwert P_RHR(i) modifiziert zur Anpassung an den hinteren Einstellgrenzwert -P_RLIM (3034). Nach Ablauf der Prozeßschritte 3032 und 3034 oder, sofern der absolute Wert des hinteren Anti-Roll-Steuerwert |P_RHR(i)| kleiner ist als der hintere Einstellgrenzwert P_RLIM (3028), geht das Verfahren weiter zu Schritt 4002.

Wenn andererseits der absolute Wert der Rollbewegungs-Anzeigedaten |R_H| kleiner oder gleich dem Anti-Roll-Toleranzband ΔR₁ ist (3004), wird bei 3036 geprüft, ob die Flagge F_RH zur Anzeige der Anti-Roll-Steuerung gesetzt ist oder nicht. Ist die Flagge F_RH gesetzt, werden die absoluten Rollbewegungs- Anzeigedaten |R_H| verglichen mit einem vorgegebenen akzeptablen Rollbewegungs-Toleranzbereich ΔR₂, der kleiner ist als das Toleranzband ΔR (Schritt 3038). Ist der absolute Wert der Stärke der Rollbewegung |R_H| größer als der akzeptable Toleranzbereich ΔR₂, geht das Verfahren weiter zu Schritt 3014. Ist andererseits der absolute Wert der Größe der Rollbewegung |R_H| kleiner oder gleich dem akzeptablen Toleranzband ΔR₂, wird bei 3040 die Anzeigeflagge F_RH zuurückgesetzt. Anschließend läuft das Verfahren weiter zu Schritt 4002.

Bei 4002 werden die Steuerdruckwerte P_FL, P_FR, P_RL und P_RR für die vier Radaufhängungen nach folgenden Gleichungen ermittelt:

P_FL=P_F(i)+P_RHF(i) (6)

P_FR=P_F(i)-P_RHF(i) (7)

P_RL=P_R(i)+P_RHR(i) (8)

P_RR=P_R(i)-P_RHR(i) (9)

Sodann wird auf der Basis der bei 4002 ermittelten Steuerdruckwerte P_FL, P_FR, P_RL und P_RR bei 4004 der jeweilige Stromwert I_FL, I_FR, I_RL und I_RR ermittelt. Die jeweiligen Steuerbefehle I_FL, I_FR, I_RL und I_RR werden bei 4006 an die Proportionalmagneten abgegeben. Sodann endet der Verfahrensablauf und kehrt zum Hauptprogramm zurück.

Es sollte beachtet werden, daß die vorderen und hinteren Höhensteuerbefehle und Anti-Roll-Steuerwerte anfänglich gesetzt werden entsprechend der EIN-Stellung des Zündschlüssels. Bei der gezeigten Ausführungsform werden die vorderen und hinteren Höhensteuerdaten P_f(i) und P_R(i) auf Werte gesetzt, die dem neutralen Druck P_N entsprechen und die Anti-Roll-Einstellwerte P_RHF(i) und P_RHR(i) werden anfänglich auf Null gesetzt.

Wird nun angenommen, daß die Fahrzeughöhe beim Einsteigen von Fahrgästen sinkt, ohne daß eine Rollbewegung auftritt, und daß die Fahrzeughöhe somit in den in bezug auf die Zielhöhe H_s festgesetzten Grenzbereich sinkt, wird die Differenz zwischen den vorderen und hinteren Durchschnittshöhenwerten H_F und H_R und der Zielhöhe größer gehalten als das Höheneinstell- Toleranzband ΔH₁. Daher läuft das Verfahren über die Schritte 1014 bis 1034 ab. Da am Anfang die abgelaufene Zeit, die durch das Zeitglied gemessen wird, nicht den vorgegebenen Zeitablaufswert erreicht, bewegt sich der Prozeß direkt vom 1020 zum Schritt 2002. Während der Schritte 2002 bis 2026 kann der Zeitablauf bei 2012 ebenfalls nicht ermittelt werden, so daß der Prozeß direkt weitergeht zum Schritt 3002. Da zu dieser Zeit der Fahrzeugaufbau in einer normalen Stellung bleibt, bleiben die Anti-Roll-Steuerwerte P_RHF(i) und P_RHR(i), die bei Schritt 3002 bis 3034 ermittelt worden sind, unverändert. Andererseits wird bei Zeitablauf das Verfahren über die Schritte 1022 bis 1034 durchgeführt, so daß die vorderen Höhensteuerbe fehle P_F(i) bei 1032 abgeleitet werden. Sodann wird der Prozeß über die Schritte 2014 bis 2026 durchgeführt, und die hinteren Höheneinstellbefehle PR(i) werden bei 2024 ermittelt. Daher werden die Aufhängungssteuerbefehle zum Anheben der Fahrzeughöhe an den jeweiligen Aufhängungen abgegeben und der Aufbau wird zugleich an allen Aufhängungssystemen angehoben.

Durch Anheben des Fahrzeugaufbaus wird die Differenz zwischen den vorderen und hinteren Durchschnittshöhen _F und _R und der Zielhöhe nach und nach geringer als das Höheneinstellungs-Toleranzband. Dies wird bei 1012 und 2004 abgetastet. Da jedoch zu dieser Zeit die vordere und hintere Anzeigeflagge F_F und F_R, die eine aktive Höheneinstellung anzeigen, gesetzt sind, geht der Prozeß weiter zu den Schritten 1038 und 2030, so daß die Diffe renzwerte (|_F|-H_s) und (|_R|-H_s) mit dem akzeptablen Höheneinstell- Toleranzwert ΔH₂ verglichen werden. Da der akzeptable Höheneinstell- Toleranzwert ΔH₂ kleiner gewählt ist als der Wert des Toleranzbandes ΔH₁, werden die Antworten in den Schritten 1038 und 2030 negativ. Die Flaggen F_F und F_R bleiben daher in der gesetzten Stellung, so daß die Höheneinstellung fortgeführt wird.

Durch die Fortsetzung der Höheneinstellung gelangt die Fahrzeughöhe an den jeweiligen Aufhängungsmechanismen in den akzeptablen Bereich, der durch den Höhenwert ΔH₂ bestimmt wird. Sodann werden die Antworten bei 1038 und 2030 positiv, so daß die Flaggen F_F und F_R bei 1040 und 2032 zurückgesetzt werden.

Daraus ergibt sich, daß durch eine vorgegebene Verzögerungszeit bei Einleitung der Höheneinstellung nach der Ermittlung des Austretens der Höhe aus dem vorbestimmten Toleranzband eine unnötige Höheneinstellung aufgrund zeitweiliger Änderungen der Höhe vermieden werden kann. Andererseits kann durch Festlegung eines akzeptablen Höhenbereichs, der enger ist als das Höheneinstellungs-Toleranzband, verhindert werden, daß Regelschwingungen auftreten.

Andererseits wird beim Auftreten einer Rollbewegung mit einer Größe, die den Toleranzberreich ΔR₁ überschreitet, das Zeitglied bei 3008 gesetzt, und die Rollausgleich anzeigende Flagge F_RH wird bei 3010 gesetzt. Da jedoch die bis hier abgelaufene Zeit geringer ist als die Ablaufzeit, wird die Antwort bei 3012 negativ. Die Anti-Roll-Steuerwerte P_RHF(i) und P_RHR(i) können bei Null gehalten werden. Nach Ablauf der vorgegebenen Zeitperiode läuft das Verfahren durch die Schritte 3014 bis 3034 ab, und die Anti-Roll-Steuerwerte P_RHF(i) und P_RHR(i) werden abgeleitet. Auf diese Weise werden die Auf hängungssteuerbefehle für die vier Aufhängungen sowie der Anti-Roll-Steuerfaktor bei 4002 mit Hilfe der Gleichungen (6) bis (9) abgeleitet. Ähnlich wie bei der Höheneinstellung, wird die Anti-Roll-Steuerung beibehalten, bis die Größe der Rollbewegung geringer als ein akzeptabler Toleranzbereich ΔR₂ ist, der kleiner ist als das Anti-Roll-Toleranzband. Auf diese Weise werden Regelschwingungen vermieden.

Fig. 8 zeigt eine andere Ausfführungsform des Steuersystems. Bei dieser Aus führungsform ist zusätzlich ein Querbeschleunigungssensor 35 vorgesehen. Der Querbeschleunigungssensor 25 überwacht seitliche Beschleunigungen, die auf den Fahrzeugaufbau ausgeübt werden, und erzeugt ein entsprechendes Signal G. Dieses Signal G wird der Steuereinheit 22 über eine Regelgewinn- Einstellschaltung 252 zugeleitet. Der Regelgewinn oder Verstärkungsgrad, der in der Einstellschaltung 252 wird, kann dienen zur Einstellung der An sprechcharakteristik der Anti-Roll-Steuerung. Die Ausgangssignale der Ein stellschaltung 252 werden Additionsschaltungen 254FL, 254FR, 254RL und 254RR zugeleitet. Diesen Additionsschaltungen werden Steuerbefehle, die durch die D/A-Wandler 226FL, 226FR, 226RL und 226RR umgewandelt worden sind, zugeführt. Die Ausgangssignale der Additionsschaltungen 254FL, 254FR, 254RL und 254RR werden den Treiberschaltungen 228FL, 228FR, 228RL und 228RR zugeführt.

Bei der gezeigten Ausführungsform wird der Anti-Roll-Faktor in die Steuerbefehle eingebaut durch Ableitung der Summen des Höhensteuerfaktors und Anti-Roll-Faktors mit Hilfe der Addierschaltungen 254FL, 254FR, 254RL und 254RR, so daß das Verfahren über die Schritte 3002 bis 3040 unnötig ist.

Die Erfindung gestattet eine Reihe von Abwandlungen. Beispielsweise kann die Erfindung anstelle des hydraulischen Sitzsystems auch auf ein pneumatisches System angewendet werden. Sie eignet sich im übrigen für hydraulische, pneumatische oder hydropneumatische Höhenregelsysteme mit Roll stabilisierung. Im übrigen kann die Erfindung angewendet werden auf irgendeine aktive Aufhängung, die in den folgenden parallelen Anwendungen erwähnt wird. Auf diese Anmeldungen wird zur Ergänzung der vorstehenden Beschreibung bezug genommen:

US-Patentanmeldung Nr. 0 52 934 vom 22. Mai 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 0 59 888 vom 09. Juni 1987 mit paralleler europäischer Patentanmeldung Nr. 2 49 209,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 856 vom 12. Juni 1987 mit paralleler europäischer Patentanmeldung Nr. 2 49 227,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 909 vom 12. Juni 1987,
US-Patentanmeldung Nr. 0 60 911 vom 12. Juni 1987,
US-Patentanmeldung Nr. 1 76 246 vom 31. März 1988 mit paralleler europäischer Patentanmeldung Nr. 2 85 153,
US-Patentanmeldung Nr. 1 78 066 vom 05. April 1988 mit paralleler europäischer Patentanmeldung Nr. 2 86 072,
US-Patentanmeldung Nr. 1 67 835 vom 04. März 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 44 008 vom 14. September 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 55 560 vom 11. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 66 763 vom 03. November 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 61 870 vom 25. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 63 764 vom 28. Oktober 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 2 77 376 vom 29. November 1988,
US-Patentanmeldung Nr. 3 03 338 vom 26. Januar 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 10 130 vom 22. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 27 460 vom 22. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 03 339 vom 26. Januar 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 31 602 vom 31. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 31 653 vom 31. März 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 64 477 vom 12. Juni 1989,
US-Patentanmeldung Nr. 3 65 468 vom 12. Juni 1989.

Claims

1. Aktives Aufhängungssystem mit
einer Anzahl von aktiven Zylindern (26) mit einer Arbeitskammer (26d), die zwischen einer Fahrzeugkarosserie (10) und Rädern (11) innerhalb der jeweiligen Aufhängungen (14) angeordnet sind,
Fahrzeughöhensensoren (21) zur Überwachung der Fahrzeughöhe an den jeweiligen Aufhängungspunkten und zur Lieferung entsprechender Höhenda ten,
eine Einrichtung zur Höhenregulierung, durch die ein vorderer Höheneinstell befehl für die vorderen Aufhängungen abgeleitet wird auf der Basis von Durchschnittshöhendaten an den vorderen Aufhängungen, und hintere Höhen einstellbefehle für die hinteren Aufhängungen abgeleitet werden auf der Basis von Durchschnittshöhendaten der hinteren Aufhängungen und
Einrichtungen zur Anti-Roll-Steuerung durch Ableitung der Stärke der Rollbewegung und Bildung eines Anti-Roll-Steuersignals, das dem jeweiligen Höheneinstellbefehl hinzugefügt oder von diesem abgezogen wird, so daß die Aufhängungscharakteristik auf der linken und rechten Seite in entgegengesetzter Richtung eingestellt werden kann.

2. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Höhenregulierung auf eine vorgegebene Zielhöhe und ein vorgegebenes Toleranzband zu dieser Zielhöhe einstellbar ist, und daß eine Höheneinstellung eingeleitet wird, wenn sich die Fahrzeughöhe außerhalb des Toleranzbandes befindet.

3. Aufhängungssystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Roll-Steuerung Einrichtungen zur arithmetischen Ermittlung der Größe der Rollbewegung auf der Basis der Fahrzeughöhendaten der Höhensensoren und zur Bildung der Anti-Roll-Steuersignale auf der Basis der Daten über die Stärke der Rollbewegung umfaßt.

4. Aufhängungssystem nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen zur Ableitung der Stärke der Rollbewegung diese auf der Grundlage der Fahrzeughöhendaten der rechten und linken Aufhängungssysteme ermitteln.

5. Aufhängungssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Roll-Steuerung einen Querbeschleunigungssensor zur Überwachung von Querbeschleunigungen, die auf die Fahrzeugkarosserie ausgeübt werden, und zur Erzeugung von Querbeschleunigungssignalen, sowie Einrichtungen zur Umwandlung der Querbeschleunigungssignale in Anti-Roll-Steuersignale um faßt.

6. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhenregulierungseinrichtungen auf einem akzeptablen Höhenbereich einstellbar sind, der in bezug auf die Zielhöhe innerhalb eines engeren Bereichs liegt als das Toleranzband und dazu dient, bei der Höheneinstellung den Einstellvorgang zu beenden, wenn jedes der Aufhängungssysteme innerhalb des akzeptablen Höhenbereichs liegt.

7. Aufhängungssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Roll-Steuerung auf ein Rollbewegungs-Toleranzband eingestellt ist, derart, daß die Anti-Roll-Steuerung eingeleitet wird, wenn die Größe der Rollbewegung außerhalb des Toleranzbandes liegt.

8. Aufhängungssystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Anti-Roll-Steuerung weiterhin eingestellt ist auf einen akzeptablen Bereich der Rollbewegung, der kleiner ist als das Rollbewegungs-Toleranzband, derart, daß die Anti-Roll-Steuerung beendet wird, wenn die Größe der Roll bewegung kleiner wird als der akzeptable Bereich.